淺析220kV變電站母線失壓及處理

李俊偉

摘 要：在電網(wǎng)中，變電站起著非常重要的作用，同時(shí)它也是電力的中轉(zhuǎn)站，在輸配電過程中起著不可替代的作用，而母線是變電站的重要設(shè)施，所以它的可靠運(yùn)行直接決定供電的可靠性。在變電站中，有很多故障會(huì)由于保護(hù)或機(jī)構(gòu)的原因未切除掉，越級到母線級，由母線保護(hù)動(dòng)作切除掉，本文針對有可能造成母線失壓的各種情況進(jìn)行分析及處理，以提高此類事故處理能力和工作中的防患意識。

關(guān)鍵詞：母線；故障；分析；處理

在變電站中，母線發(fā)生故障的幾率很小，但很多故障會(huì)越級到母線級，由母線保護(hù)動(dòng)作切除掉，因此而奠定了其在電網(wǎng)運(yùn)行中的重要性。在母線級發(fā)生故障時(shí)，尤其是樞紐變電站，不但會(huì)使故障的母線上所有出線停電，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺娋W(wǎng)瓦解，破壞整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定。本文主要以220kV武蘇變電站為例，針對有可能造成母線失電的各種情況進(jìn)行分析及處理，以提高此類事故處理能力和工作中的防患意識。

一、運(yùn)行方式（主接線圖如圖一）

2號主變并列運(yùn)行，1號主變中性點(diǎn)接地刀閘2010、1010在合位。220kV上、下母并列運(yùn)行，201、263、265、267在上母運(yùn)行，202、264、266、268在下母運(yùn)行，母聯(lián)260開關(guān)在合位，旁路270開關(guān)及旁母冷備用。110kV南、北母并列運(yùn)行，101、131、133、135、137、141在南母運(yùn)行，139在南母熱備用，102、128、132、134、136、138在北母運(yùn)行，母聯(lián)130開關(guān)在合位。35kV東、西母分列運(yùn)行，301、324、325、326在東母運(yùn)行，302、323、327、328、331在西母運(yùn)行，母聯(lián)320開關(guān)在分位。

二、母線保護(hù)配置

（一）220kV母線保護(hù)配置。220kV母線微機(jī)保護(hù)裝置采用的是南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的RCS-915和BP-2B型保護(hù)裝置組成。RCS-915母線保護(hù)裝置包括有母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)過流保護(hù)、母聯(lián)非全相保護(hù)以及開關(guān)失靈保護(hù)等功能。BP-2B母線保護(hù)包括有母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)失靈（或死區(qū)）保護(hù)以及開關(guān)失靈保護(hù)出口。

（二）110kV及35kV母線保護(hù)配置。在220kV武蘇變電站中，110kV和35kV系統(tǒng)中未配置母線保護(hù)，當(dāng)母線上有故障時(shí)，由主變的中后備保護(hù)動(dòng)作將故障切除掉。

三、母線保護(hù)簡介

（一）母線保護(hù)范圍。各開關(guān)CT至母線所有的一次設(shè)備，包括各開關(guān)CT、開關(guān)、母線側(cè)隔離開關(guān)、母線、母線PT和避雷器等，均屬于母差保護(hù)范圍。

（二）母線保護(hù)原理。（1）母線差動(dòng)保護(hù)。母線差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)回路包括大差回路和小差回路。雙母保護(hù)中，大差做為啟動(dòng)元件，判斷區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)范圍是兩條母線；小差做為選擇元件，判斷故障所在母線，保護(hù)范圍是一條母線和母聯(lián)CT之間的區(qū)域。小差動(dòng)作一時(shí)限跳開母聯(lián)開關(guān)，二時(shí)限跳開故障母線所有開關(guān)。大差動(dòng)作，是同一時(shí)限跳開故障母線上所有開關(guān)，不區(qū)分設(shè)備所在母線。雙母正常運(yùn)行時(shí)，投的是小差，有選擇性。在倒母過程中，才把母差設(shè)為大差（防止操作并列刀閘時(shí)的環(huán)流引起保護(hù)誤動(dòng)）。

（2）母差死區(qū)保護(hù)。母線并列運(yùn)行時(shí)，若故障發(fā)生在母聯(lián)開關(guān)與母聯(lián)CT時(shí)，開關(guān)側(cè)母線段開關(guān)跳開無法切除該故障，而CT段的小差元件不會(huì)動(dòng)作，這種情況稱為死區(qū)故障。此時(shí)，母差保護(hù)動(dòng)作已將一條母線切除，電流元件不返回，母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián)CT仍有故障電流，死區(qū)保護(hù)經(jīng)母線差動(dòng)復(fù)合電壓閉鎖后切除另一條母線。

（3）母聯(lián)失靈保護(hù)。類同于死區(qū)保護(hù)，區(qū)別在于死區(qū)故障跳開母聯(lián)開關(guān)，而母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作后，母聯(lián)開關(guān)仍在合位。

（4）母差充電保護(hù)。當(dāng)分段母線中的一段停電檢修后，可以通過母聯(lián)（或分段）開關(guān)對檢修母線充電恢復(fù)雙母運(yùn)行。此時(shí)投人母聯(lián)充電保護(hù)，當(dāng)檢修母線有故障時(shí)，母聯(lián)開關(guān)跳開切除故障。

四、母線事故分析（以220kV武蘇變電站為例）

（一）母線故障類型。（1）單母失壓。220kV上母或下母單母失壓；110kV南母或北母單母失壓；35kV東母或西母單母失壓。

（2）雙母失壓。220kV上母、下母全部失壓；110kV南母、北母全部失壓；35kV東母、西母全部失壓。

（二）母線失壓原因。（1）單母失壓。1）母線故障。220kV任何一條母線母差范圍內(nèi)發(fā)生故障，小差動(dòng)作。110kV和35kV任一條母線故障時(shí)，主變中后備或低后備保護(hù)動(dòng)作，一時(shí)限跳母聯(lián)開關(guān)，二時(shí)限跳故障母線的主變側(cè)開關(guān)。220kV上母發(fā)生故障，母差保護(hù)動(dòng)作，一時(shí)限跳母聯(lián)260開關(guān)，故障電流依然存在，二時(shí)限跳開201、263、265、267開關(guān)。2）線路故障，線路開關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)。線路開關(guān)應(yīng)跳而未跳開時(shí)，在220kV系統(tǒng)中，開關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作，它的跳閘回路與母差保護(hù)用的是同一個(gè)回路，跳母聯(lián)及故障母線上的所有開關(guān)。在110kV或35kV系統(tǒng)中，由主變中、低后備保護(hù)動(dòng)作，使母線失壓。263線路故障，263開關(guān)未跳開，開關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作，跳開母聯(lián)260及201、265、267開關(guān)，220kV上母失壓。325線路故障，裝置死機(jī)，1號主變低后備保護(hù)動(dòng)作，320開關(guān)在分位，301開關(guān)跳閘，35kV西母失壓。

3）誤操作或操作時(shí)設(shè)備故障。 133開關(guān)停電，在操作中，133南隔離開關(guān)母線側(cè)B相支柱絕緣子根部斷裂，引線對架構(gòu)放電，1號主變中后備保護(hù)動(dòng)作跳開130、101開關(guān)使南母失壓。

（2）雙母失壓。1）母差死區(qū)故障，兩條母線跳閘。220kV母聯(lián)260開關(guān)與CT之間發(fā)生故障，母差保護(hù)動(dòng)作，母聯(lián)260開關(guān)及上母263、265、267、201開關(guān)跳閘；由于CT仍有故障電流流過，大差元件不返回，母差保護(hù)動(dòng)作跳下母264、266、268、202開關(guān)。2）單母故障，母聯(lián)開關(guān)拒動(dòng)。220kV上母故障，母差保護(hù)動(dòng)作跳260及上母263、265、267、201開關(guān)，母聯(lián)260開關(guān)拒動(dòng)， 260失靈啟動(dòng)，跳開下母264、266、268、202開關(guān)，上、下母失壓。110kV 或35kV系統(tǒng)中母聯(lián)或分段開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，主變的中低后備保護(hù)動(dòng)作，使雙母失壓。3）一條母線檢修，另一條母線故障。135南隔離開關(guān)觸頭處溫度過高，將南母、135開關(guān)停電處理，所有出線倒至北母運(yùn)行。中午時(shí)分開始刮大風(fēng)，133線路發(fā)生相間短路，保護(hù)裝置死機(jī)，主變中后備保護(hù)動(dòng)作跳開130、101、102開關(guān)使北母失電。4）兩條母線同時(shí)故障。下午兩點(diǎn)開始降雨，中雨持續(xù)到晚上七點(diǎn)轉(zhuǎn)為暴雨，并伴有雷電，110kV南母電壓互感器A相絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，136北隔離開關(guān)瓷瓶發(fā)生閃絡(luò)，主變中后備保護(hù)動(dòng)作使南北母失壓。5）倒母線或單條母線送電時(shí)，母線故障或發(fā)生誤操作事故。220kV上母檢修完畢后用260開關(guān)給上母充電時(shí)，220kV母差保護(hù)動(dòng)作，兩條母線失壓。檢查發(fā)現(xiàn)上母一絕緣子閃絡(luò)放電， RCS-915單母運(yùn)行壓板在投入位置，現(xiàn)場檢查220kV下母母差保護(hù)范圍設(shè)備無異常。

五、母線故障的處理

（一）判明故障性質(zhì)。（1）母線失壓后，根據(jù)事故前的運(yùn)行方式，保護(hù)及自動(dòng)裝置動(dòng)作情況、所報(bào)信號、開關(guān)跳閘情況、設(shè)備外觀等，判明故障性質(zhì)、發(fā)生的范圍和事故停電范圍；

（2）對母差保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備認(rèn)真地進(jìn)行外部檢查，檢查有無爆炸、接地、短路、冒煙、起火現(xiàn)象或痕跡，瓷質(zhì)部分有無擊穿閃絡(luò)、破碎痕跡，配電裝置上、導(dǎo)線上有無落物，設(shè)備上是否有人工作等。

（二）母線故障失壓處理。（1）母線故障停電，母差保護(hù)動(dòng)作，如果故障點(diǎn)能夠隔離或消除的，應(yīng)立即拉開開關(guān)、隔離開關(guān)隔離或消除故障；

（2）檢查母線絕緣良好，導(dǎo)線無嚴(yán)重?fù)p傷，依調(diào)度命令對母線充電正常后恢復(fù)供電；

（3）若故障不能消除、且不能隔離，檢查母聯(lián)開關(guān)在斷開位置。如果是一條母線失壓，將故障母線所接分路開關(guān)由無故障母線送出（先拉開故障母線上的隔離開關(guān)后，再合正常母線上的隔離開關(guān)）；運(yùn)行的雙母同時(shí)失壓，檢查母線及其所連設(shè)備有無明顯故障，并在調(diào)度指揮下進(jìn)行處理。

（三）失靈保護(hù)動(dòng)作及線路故障保護(hù)拒動(dòng)處理。（1）若由于線路開關(guān)拒動(dòng)造成母線失壓，應(yīng)根據(jù)光字信號、動(dòng)作情況和現(xiàn)場檢查結(jié)果綜合判斷，將故障線路開關(guān)隔離后，恢復(fù)母線及無故障設(shè)備運(yùn)行，注意失靈開關(guān)保持不動(dòng)，以便于檢修人員分析原因。

（2）若由于保護(hù)拒動(dòng)造成母線失壓，匯報(bào)調(diào)度，根據(jù)調(diào)度通知的對側(cè)保護(hù)動(dòng)作情況，判斷故障線路將其隔離，恢復(fù)母線運(yùn)行。

（四）母差保護(hù)誤動(dòng)處理。在母線失壓原因中未提到母差保護(hù)誤動(dòng)，在此對處理簡做討論。

（1）若未發(fā)生任何故障現(xiàn)象，站內(nèi)設(shè)備未發(fā)現(xiàn)問題，分路中有保護(hù)信號掉牌，可能屬外部故障，母差保護(hù)電流回路有問題，以致誤動(dòng)作。應(yīng)匯報(bào)調(diào)度，根據(jù)調(diào)度命令，暫時(shí)退出母差保護(hù)。將外部故障隔離以后，母差保護(hù)重新投入運(yùn)行。

（2）若未發(fā)生任何故障現(xiàn)象，所內(nèi)設(shè)備無問題，跳閘時(shí)無故障電流沖擊現(xiàn)象，母差保護(hù)信號掉牌不能復(fù)歸。則可能是母差保護(hù)誤動(dòng)，此時(shí)應(yīng)退出母差保護(hù)，恢復(fù)供電，由專業(yè)人員處理母差保護(hù)誤動(dòng)原因。

六、結(jié)束語

在變電站中，母線的可靠運(yùn)行保障了供電的可靠性，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)，需要運(yùn)行人員能很快的判明事故的性質(zhì)和范圍，迅速限制事故的發(fā)展，消除事故的根源。特別要注意雙母失壓的情況，輕則可造成大面積停電，重則可導(dǎo)致電網(wǎng)解列。因此，確保母線安全運(yùn)行，意義重大。